山东省菏泽市2022届高三一模考试物理试题含答案

2022年菏泽市高三一模考试

物理试题

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

1. 下列说法正确的是（    ）

A. 银河系中存在大量的铝同位素，它的衰变方程为，其中Y是质子

B. 核废料具有很强的放射性，放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽

C. 裂变反应有质量亏损，聚变反应没有质量亏损

D. 射线是原子核能级跃迁释放出的能量，是一种电磁波

【答案】D

2. 一个充气气球用绳子拴着一块石头正在湖水中缓慢下沉，越往下水温越低，气球导热良好，则气球内气体（    ）

A. 内能增加 B. 对外界做正功

C. 减少的内能小于放出的热量 D. 减少的内能大于放出的热量

【答案】C

3. 两辆小汽车在平直路面上同向运动，两车从同一地点由静止同时出发，其位移x随速度平方变化的关系如图所示，图中a、b、c分别表示了两车的图像，以下判断正确的是（    ）

A. 两车在处再次相遇 B. 甲、乙两车图像为图a

C. 甲、乙两车的图像为图b D. 甲、乙两车的图像为图c

【答案】AB

4. 如图所示，粗糙程度处处相同、倾角为的倾斜圆盘上，有一长为L的轻质细绳，一端可绕垂直于倾斜圆盘的光滑轴上的O点转动，另一端与质量为m的小滑块相连，小滑块从最高点A以垂直细绳的速度开始运动，恰好能完成一个完整的圆周运动，则运动过程中滑块受到的摩擦力大小为（    ）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

5. 如图所示为科学家研发出的一款超小型风力发电机，也被称之为郁金香风力发电机，可以供家庭使用，具有噪音极低，启动风速较小等特点。某家庭装有郁金香风力发电机10台，某日该地区的风速是6m/s，风吹到的叶片有效面积为，已知空气的密度为，假如该风力发电机能将通过此有效面积内空气动能的40%转化为电能。下列表述符合事实的是（    ）

A. 每秒冲击每台风力发电机叶片的空气体积为

B. 每秒冲击每台风力发电机叶片的空气动能为259.2J

C. 每台风力发电机发电的功率为129.6W

D. 该风力发电机组工作24h，发电量约12.44kW·h

【答案】D

6. 2021年10月16日神舟十三号载人飞船顺利发射升空，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员开启了为期6个月的天宫空间站之旅，在距地面大约395km（相当于荷泽到日照的距离）的轨道上运行。在2021年12月9日下午的太空授课中，王亚平说他们一天刚好可以看到16次日出。已知地球半径为6370km，万有引力常量，若只知上述条件，则不能确定的是（    ）

A. 空间站的运行周期 B. 空间站的加速度

C. 地球的第一宇宙速度 D. 空间站和地球之间的万有引力

【答案】D

7. 如图所示，阳台上有一个用于晾灌肠的光滑曲杆AOB，直杆OA和OB的夹角，细绳一端固定在A点，另一端与套在曲杆AOB上的轻环Q连接，用性钩挂上质量为m的灌肠时，轻环Q从曲杆O处沿OB滑下（轻环不滑出OB杆），重力加速度为g，当灌肠重新平衡后轻绳的张力大小为（    ）

A.  B.  C. mg D.

【答案】B

8. A、B两种光子的能量之比为3：2，他们都能使某种金属发生光电效应，且产生的光电子最大初动能分别为、，关于A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功，下列关系式成立的是（    ）

A  B.

C.  D.

【答案】C

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 如图所示，一个匝数N=20、电阻的矩形线圈，以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，从图示位置开始计时，其产生的交变电流通过一匝数比的理想变压器，给副线圈电路供电，定值电阻，，；灯泡L的电阻恒为，额定电压为24V，灯泡正常工作，可以判断（    ）

A. 电阻R消耗的电功率为2.25W B. 穿过线圈平面的最大磁通量为

C. 矩形线圈的热功率为0.1296W D. 时刻流过线圈的电流为零

【答案】ACD

10. 如图（a）为简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点，M是平衡位置在处的质点，图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的说法是（　　）

A. 在时，质点P向y轴正方向运动

B. 在时，质点P的加速度方向沿y轴正方向

C. 在到，质点P通过的路程为

D. 质点M简谐运动的表达式为

【答案】BC

11. 如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道AC的最低点，A点到B、D两点的距离均为L，A点在BD边上的竖直投影点为O。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷，在z轴两电荷连线的中垂线上必定有两个场强最强的点，这两个点关于原点O对称。在A点将质量为m、电荷量为的小球套在轨道AC上（忽略它对原电场的影响）将小球由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，且，忽略空气阻力，下列说法正确的是（    ）

A. 图中的A点是z轴上场强最强的点 B. 轨道上A点的电场强度大小为

C. 小球刚到达C点时的加速度为0 D. 小球刚到达C点时的动能为

【答案】BCD

12. M和N两水平线间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场高度为h，竖直平面内有质量为m、电阻为R的直角梯形线框，上下底水平且底边之比为5：1，梯形高为2h。该线框从AB到磁场上边界的距离为h的位置由静止下落，下落过程底边始终水平，线框平面始终与磁场方向垂直。已知AB刚进入磁场时和AB刚穿出磁场时线框加速度为零，在整个运动过程中，说法正确的是（    ）

A. AB边匀速穿过磁场

B. 从AB边刚穿出到CD边刚要进入磁场的过程中，线框做匀速运动

C. CD边刚进入磁场时，线框的加速度为，方向竖直向上

D. 从线框开始下落到AB边刚穿出磁场的过程中，线框产生的焦耳热和重力做功之比31：16

【答案】BC

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 小明同学为了测量某长方体透明物质的折射率，用黑纸制作了一个顶角为60°的圆锥形纸筒，在顶点固定一发光二极管（可看成点光源），用支架悬挂在桌面上方，如图所示。然后进行了如下操作：

A．用游标卡尺测量出待测长方体的厚度d

B．在桌面上铺一张白纸，接通电源使二极管发光，用铅笔描出在白纸上被照亮的光斑边缘；

C．把被测长方体平放在白纸上，调整支架使圆锥纸筒上下移动，直到照在白纸上的光斑再次充满已经描下的区域，测量出圆锥纸筒移动的距离，记为h

D．计算出该材料的折射率n

E．改变初始时圆锥纸筒距离白纸的高度，重复步骤B、C、D，求出折射率的平均值。

根据上述实验过程，回答下列问题：

（1）用游标卡尺测量厚度时，卡尺的示数如图所示，则透明长方体的厚度为d=______cm。

（2）在步骤C中，为了达到实验要求，应该向______（选填“上”或“下”）调整圆锥纸筒。

【答案】    ①. 1.230    ②. 下

【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规则可得，透明长方体的厚度为

（2）[2]由于光通过透明长方体会发生折射，则应增大入射角，故应该向下调整圆锥纸筒。

14. 为了废物利用，某兴趣小组通过拆卸旧用电器，获得一个定值电阻，同学们决定测量该定值电阻的阻值。

（1）首先用多用电表的欧姆档进行粗略测量，当用“ × 10”档测量时，正确操作后发现指针偏角很小。为了比较准确的测量，应该选择“______”（填“ × 1”或“ × 100”）档进行测量，正确更换档位后还需要有一步必须的操作，该操作为：______，该操作完成后测电阻时指针指在如图所示位置，则所测电阻阻值为______Ω。

（2）选用下列器材设计电路，测定该定值电阻的阻值。

A．定值电阻Rx

B．电源（电动势E = 4V，内阻不计）

C．电流表A1（量程0 ~ 0.6A，内阻r1约为1Ω）

D．电流表A2（量程0 ~ 0.1mA，内阻r2 = 200Ω）

E．电压表V（量程0 ~ 3V，内阻约为2500Ω）

F．滑动变阻器R1（最大阻值10kΩ）

G．滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）

H．电阻箱R3（阻值范围0 ~ 99.99Ω）

I．开关、导线若干

实验过程中滑动变阻器应选______（填“F”或“G”）

（3）在方框中画出设计的电路图______。（标注上所选器材的符号）

【答案】    ①. × 100    ②. 欧姆调零    ③. 1.4kΩ    ④. G    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]为了准确测量，应换用大挡位，使偏角增大，读数更准确，故应选换用“ × 100”挡，重新欧姆调零后再测量。

[2]正确更换档位后还需要重新欧姆调零后再测量。

[3]根据欧姆表的读数方法有

Rx = 14 × 100Ω = 1.4kΩ

（2）[4]要使电阻两端电压调节范围尽可能大，滑动变阻器采用分压式接法，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，则应选R2，即编号G。

（3）[5]由于粗略测出电阻Rx = 1.4kΩ，且电源电动势为E = 4V，则回路中的最大电流约为2.9mA，则需将电流表A2与电阻箱R3并联改装为量程大约为0 ~ 3mA左右的电流表，由于电流表内阻已知则应采用内接法，则电路图为

15. 轮胎的胎压太高或者太低容易造成安全隐患。已知某重型卡车轮胎能在-50℃到120℃温度下正常工作，此轮胎在此温度范围内工作时最高胎压不超过，最低胎压不低于。设轮胎容积80L不变，若在温度t为20℃时轮胎内气体压强为，最多还能给该轮胎充温度为20℃、压强为的气体多少升？

【答案】

【详解】

设在

时，充气后得最小胎压为，最大胎压，依题意，当

胎压为

根据查理定律得，有

解得

当

胎压为

根据查理定律得，有

解得

即胎压压强在时，不能超过。

假设在时再加入压强为的气体时，胎压为，则有

得

则可再加入的体积最多为

16. 在空间中存在水平向右的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E，x轴水平向右。在O点，一个粒子（复原子核）以速度，与x轴夹角60°的方向，射入电磁场，已知质子质量为m，电荷量为q。求：

（1）粒子离x轴的最远距离；

（2）粒子从O点射出后，第3次与x轴相交时的动能。

【答案】（1）（2）

【分析】粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，同时在电场力作用下向右做斜抛运动，根据几何关系及洛伦兹力提供向心力公式可求解。

【详解】（1）粒子离x轴的最远距离，当竖直方向速度为零时，即

（2）粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，所具有的动能为

水平方向，第3次与x轴相交时，所用的时间为

由

即水平方向的速度为

竖直方向速度

合速度为

第3次与x轴相交时的动能

17. 如图所示，长为L的传送带在两半径为R的转轮A、B带动下向右运动，某时刻在A端由静止放上一质量为的木块，当木块运动到传送带的中点时，与传送带保持相对静止，木块到达B点后恰好能做平抛运动，落在D点，重力加速度为g。求：

（1）木块与传送带间的动摩擦因数；

（2）当木块运动到传送带中点时，被一水平飞来的子弹击中，并停留在木块内，子弹的质量为m。为使木块仍落在D点，子弹击中木块前的速度最大是多少？

【答案】（1）；（2）若子弹向右运动，最大速度为；若子弹向左运动，最大速度为

【详解】（1）由于木块到达B点后恰好能做平抛运动，根据牛顿第二定律可得

解得

对木块，从A到C的过程中，由动能定理可得

解得

（2）若子弹向右运动，击中木块前的速度为，和木块一起运动的速度为，由动量守恒定律可得

对子弹和木块，一起从C点运动到B点的过程中，由动能定理得

解得

若子弹向左运动，击中木块前的速度为，和木块一起运动的速度为，子弹击中木块后向左运动，为使木块仍落在D点，木块和子弹运动到A点时，速度应减少到0，则有

解得

18. 如图所示的虚线为正三角形，在正三角形区域的外侧存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，d、e为ab边上的点，，，一重力不计的带负电的粒子（粒子的比荷为k），由e点垂直ab以初速度kBL进入磁场。求：

（1）粒子从射入磁场后到第二次回到ab边所用的时间；

（2）粒子从射入磁场后到第一次以相同的速度回到e点所用的时间；

（3）粒子第一次以相同的速度回到e点瞬间，正三角形区域外侧变成竖直向上的电场，粒子经过在cb延长线上的p点（图中未画出），bp长为2.5L，求电场强度E。

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）根据题意可知，粒子的运动轨迹如图所示，

根据

可得

则

则

根据几何关系可知

则

则粒子从射入磁场后到第二次回到ab边所用的时间

（2）由图可知，粒子第一次回到点的时间为

则粒子从射入磁场后到第一次以相同的速度回到e点所用的时间

（3）粒子第一次以相同的速度回到e点瞬间，正三角形区域外侧变成竖直向上的电场，粒子经过在cb延长线上的p点（图中未画出），bp长为2.5L，水平方向上有

竖直方向有

根据牛顿第二定律有

联立解得